(57)【要約】    【課題】  ハンドリング性を損なうことなく生産性に優れたプレーナ型アクチュエータの製造方法を提供する。    【解決手段】  可動部を外枠部に梁部で回動可能に軸支するアクチュエータ部１と、前記外枠部の一方の面に設けられて前記アクチュエータ部１を支持する支持部とを有するプレーナ型アクチュエータの製造方法であって、予め第２貫通穴９を形成した支持部形成用の支持基板１４にアクチュエータ部形成用のシリコン基板７を積層して複合基板１５を形成する工程と、前記複合基板１５の前記第２貫通穴９に対応する前記シリコン基板７部位に前記アクチュエータ部１の可動部及び梁部の加工処理を施す工程とを含む。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動部を外枠部に梁部で回動可能に軸支するアクチュエータ部と、前記外枠部の一方の面に設けられて前記アクチュエータ部を支持する支持部とを有するプレーナ型アクチュエータの製造方法であって、
予め穴部を形成した支持部形成用の支持基板にアクチュエータ部形成用のアクチュエータ基板を積層して複合基板を形成する工程と、
該複合基板にて前記穴部に対応する前記アクチュエータ基板の部位に前記アクチュエータ部の可動部及び梁部の加工処理を施す工程と、
を含むプレーナ型アクチュエータの製造方法。
【請求項２】
前記アクチュエータ基板は、前記アクチュエータ部と略同じ厚さであることを特徴とする請求項１に記載のプレーナ型アクチュエータの製造方法。
【請求項３】
前記アクチュエータ基板は、シリコン基板からなることを特徴とする請求項１又は２に記載のプレーナ型アクチュエータの製造方法。
【請求項４】
前記支持基板は、ガラス基板からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のプレーナ型アクチュエータの製造方法。
【請求項５】
前記シリコン基板に前記ガラス基板を陽極接合して前記複合基板を形成することを特徴とする請求項３及び４に記載のプレーナ型アクチュエータの製造方法。
【請求項６】
前記支持基板は、シリコン基板からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のプレーナ型アクチュエータの製造方法。
【請求項７】
前記アクチュエータ基板用のシリコン基板に前記支持基板用のシリコン基板を直接接合して前記複合基板を形成することを特徴とする請求項３及び６に記載のプレーナ型アクチュエータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクチュエータ基板に可動部と梁部と外枠部とを一体的に形成するプレーナ型アクチュエータの製造方法に関し、特に、ハンドリング性を損なうことなく生産性に優れたプレーナ型アクチュエータの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のプレーナ型アクチュエータの製造方法には、約６００μｍの厚い半導体基板の表面側から貫通穴部分を可動部及び梁部の厚さ（約１００μｍ）相当以上の深さに異方性エッチングし、さらに裏面側から可動部相当部分を可動部及び梁部の厚み分だけ残して異方性エッチングし、上記貫通穴部分を貫通させることにより、外枠部の一方の面に支持部を有し、外枠部の内側に可動部と梁部を備えたアクチュエータ部を形成するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
一方、研磨等により約５０μｍ〜１５０μｍの厚さに形成した薄い半導体基板を異方性エッチングして貫通穴を形成し、可動部、梁部、及び外枠部を同じ厚さで形成する方法がある（例えば、特許文献２参照）
【特許文献１】特許第２７２２３１４号公報
【特許文献２】特開２００２−１４２９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、このような従来のプレーナ型アクチュエータの製造方法において、前者は、支持部があるので、製造したアクチュエータのハンドリング性は良好であるものの、支持部を残して薄い可動部及び梁部を形成するためには、深さ方向に５００μｍ程度エッチングしなければならい。この場合、エッチング方法として、ウェットエッチングを適用したときには、バッチ処理が可能であるが、約５００μｍのエッチング加工に１０時間程度を要し、生産性に難がある。一方、反応性ドライエッチングを適用したときには、ウェットエッチングに比べエッチング速度が速く、処理に要する時間は数時間であるが枚葉処理であるため同様に生産性に難がある。
【０００５】
また、前者の場合は、可動部及び梁部の厚さを管理するために精密なエッチングプロセスの制御が必要となる。しかし、エッチング速度は半導体基板の面内でばらつくことが多く、一部が最適エッチング状態であっても、他の部分はオーバーエッチングである場合やアンダーエッチングの場合があり、可動部及び梁部の厚さがばらついて製造歩留まりを悪くするおそれがある。
【０００６】
このような問題に対しては、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板を用いることにより対処することができるが、ＳＯＩ基板は高価であるため、プレーナ型アクチュエータの製造コストをアップさせる問題がある。
【０００７】
一方、後者の場合、可動部、梁部、及び外枠部が同じ厚さであるため、貫通穴部分が貫通するまで異方性エッチングすればよく、エッチングプロセスの制御が容易であり、前者の支持部加工に相当する工程がないため、生産性に優れている。しかし、取り扱う半導体基板が極めて薄いため汎用の製造装置には適用することができず、新たに特殊な製造装置を設ける必要があり、製造設備が高価になるおそれがある。また、前者のような支持部がなく、作製したアクチュエータが薄いためにハンドリング性に難がある。
【０００８】
そこで、本発明は上記問題点に着目してなされたもので、ハンドリング性を損なうことなく生産性に優れたプレーナ型アクチュエータの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このために、請求項１の発明は、可動部を外枠部に梁部で回動可能に軸支するアクチュエータ部と、前記外枠部の一方の面に設けられて前記アクチュエータ部を支持する支持部とを有するプレーナ型アクチュエータの製造方法であって、予め穴部を形成した支持部形成用の支持基板にアクチュエータ部形成用のアクチュエータ基板を積層して複合基板を形成する工程と、該複合基板にて前記穴部に対応する前記アクチュエータ基板の部位に前記アクチュエータ部の可動部及び梁部の加工処理を施す工程とを含む。
【００１０】
この場合、請求項２のように前記アクチュエータ基板は、前記アクチュエータ部と略同じ厚さとするとよい。
【００１１】
また、前記アクチュエータ基板は、請求項３のようにシリコン基板としてもよい。さらに、前記支持基板は、請求項４のようにガラス基板としてもよい。この場合は、請求項５のように前記シリコン基板に前記ガラス基板を陽極接合して前記複合基板を形成するとよい。
【００１２】
または、前記支持基板は、請求項６のようにシリコン基板としてもよい。この場合は、請求項７のように前記アクチュエータ基板用のシリコン基板に前記支持基板用のシリコン基板を直接接合して前記複合基板を形成するとよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のプレーナ型アクチュエータの製造方法によれば、予め穴部を形成した支持部をアクチュエータ基板に積層しているため、支持部加工に相当する工程を省略することができ、生産性を向上することができる。
【００１４】
また、アクチュエータ基板に支持基板を積層した複合基板を用いてプレーナ型アクチュエータの製造を行うので、支持基板の厚さを適宜設定して所定の厚さの複合基板を作製して使用すれば、製造装置として汎用装置を適用することができる。したがって、特殊で高価な製造装置を必要とせず、製造コストを低減することができる。
【００１５】
そして、アクチュエータ部の外枠部の一方の面には支持部が存在するので、製造されたアクチュエータのハンドリング性を損なうことがない。
【００１６】
また、アクチュエータ基板の厚さをアクチュエータ部と略同じ厚さとすることで、アクチュエータ部の可動部及び梁部の加工処理工程では、アクチュエータ基板を貫通させるだけでよい。したがって、可動部及び梁部の加工処理が容易となる。
【００１７】
そして、複合基板として、アクチュエータ基板のシリコン基板に支持基板用のガラス基板を陽極接合したものや、アクチュエータ基板用のシリコン基板と支持基板用のシリコン基板を直接接合したものを用いるならば、製造工程における加熱処理工程や使用薬品について制約を受けることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係るプレーナ型アクチュエータの製造方法により製造されるアクチュエータの構成を示す斜視図である。なお、ここでは、アクチュエータとして電磁駆動の一次元走査型ガルバノミラーを例に説明する。
図１に示すガルバノミラーは、アクチュエータ部１と、支持部２と、駆動手段３とを備えて構成する。
【００１９】
上記アクチュエータ部１は、入射光を一次元走査する走査部であり、可動部４が外枠部５に一対の梁部６，６で回動可能に軸支された構成を有している。そして、可動部４と梁部６，６と外枠部５とは共に同一の厚さからなり、例えばシリコン基板７等から一体的に形成される。なお、図１中符号８で示す部分は可動部４と梁部６，６と外枠部５とで囲まれた第１貫通穴である。
【００２０】
また、上記外枠部５の一方の面（図１では下面）には、支持部２が設けられている。この支持部２は、外枠部５を支持するものであり、上記可動部４及び梁部６，６対応部分に穴部としての第２貫通穴９を設けた、例えばガラス等からなる枠状の部材である。ここで、穴部は貫通穴に限定されず、ザグリ穴であってもよい。この場合、ザグリ穴は、可動部４の回動を妨げないように十分な深さに形成される。
【００２１】
さらに、上記駆動手段３は、可動部４の表面に形成された平面コイル１０と、梁部６，６の軸線に平行な可動部４の対辺側方で外枠部５の外側に設けた一対の永久磁石１１Ａ，１１Ｂとで構成する。なお、上記平面コイル１０は、梁部６，６を介して外枠部５側に引出されて電極端子１２，１２に接続され、外部から駆動電流が供給できるようになっている。
【００２２】
そして、上記平面コイルの上部には、図示省略の絶縁層を介してアルミニウム等の全反射ミラー１３を積層して備えている。
【００２３】
次に、本発明のプレーナ型アクチュエータの製造方法を、図１のガルバノミラーの製造方法を例に、図２〜図４を参照して説明する。なお、ここでは、アクチュエータ基板としてシリコン基板を、支持基板としてガラス基板を使用した場合を例に説明する。
図２は、所定形状の第２貫通穴９を複数備えた支持部形成用のガラス基板１４にアクチュエータ部形成用のシリコン基板７を積層して複合基板１５を形成する工程を示す斜視図である。具体的には、以下の手順に従って複合基板１５を作製する。
【００２４】
先ず、可動部４及び梁部６並びに外枠部５からなるアクチュエータ部１と同じ厚さ、例えば１００μｍの厚さで形成したシリコン基板７の上下面を熱酸化して１μｍ程度のＳｉＯ2絶縁層を形成した後、陽極接合のために接合面側（図２では下面）の絶縁層のみをウェットエッチングまたはドライエッチングのより除去する。なお、絶縁層は、上記熱酸化により形成するのではなく、ＣＶＤ等既知の方法によりシリコン基板７の上面に絶縁層７ａ（図３参照）のみを形成してもよい。
【００２５】
一方、シリコン基板７と同形状で例えば厚さが約５００μｍであり、シリコン基板７の上記可動部４及び梁部６，６相当部分に対応して複数の第２貫通穴９を形成したガラス基板１４を用意する。上記第２貫通穴９は、ドライエッチング等により形成することができるが、この場合、ガラス基板１４の上下方向に貫通させるだけでよく、したがって、エッチングの終点管理が容易で製造が容易である。なお、上記第２貫通穴９は、図２に示すように方形状に限られず、外枠部５の形状に応じて円形又は楕円形等いかなる形状でもよい。また、第２貫通穴９は、一つのアクチュエータ部１相当部分に対応して設けたものに限られず、例えば隣接する二つのアクチュエータ部１相当部分に跨って設けてもよい。さらに、同図中下方に向かって広がったテーパー状に形成したものであってもよい。
【００２６】
そして、図２に示すように上記シリコン基板７及びガラス基板１４の各オリフラ１６，１７の位置を合わせて積層し、陽極接合して複合基板１５を形成する。
【００２７】
以下図３及び図４を参照して、上記複合基板１５を用いてアクチュエータ部１の可動部４と梁部６，６の加工処理工程を説明する。なお、図３及び図４は、図１におけるＡ−Ａ線断面図で示し、一つのアクチュエータ部１に対応する部分を拡大して示している。
先ず、図３を参照して平面コイルを形成する工程を説明する。
【００２８】
工程（ａ）においては、複合基板１５の上面でシリコン基板７のＳｉＯ2絶縁層７ａ上に平面コイル１０を形成する。平面コイル１０の形成方法は、先ず、複合基板１５のシリコン基板７側の表面全面に例えば良電導性の金属としてアルミニウムの薄膜を１μｍ程度の厚みでスパッタリング等の既知の成膜技術により形成する。次に、その上にレジストを塗布し、平面コイル１０及び後述の引出線１９との電気的接続をとるためのコンタクト電極１０ａに対応する部分のレジストを残して、コイル形状のレジストのパターンを形成する。そして、これをマスクとして上記アルミニウムの薄膜をエッチングして平面コイル１０及びコンタクト電極１０ａを形成する。なお、エッチングはエッチング液を使用して行うウェットエッチング又は反応性ガスを使用して行うドライエッチングのいずれの方法で行ってもよい。
【００２９】
次に、工程（ｂ）においては、上記平面コイル１０の上に感光性ポリイミドの第１絶縁層１８ａを形成する。この場合、上記コンタクト電極１０ａ上、及び外部の電気回路との電気的接続をとるための後述の引出線１９及び図示省略の電極端子（図１参照）の対応部分を除いて、第１絶縁層１８ａがパターン形成される。具体的には、複合基板１５のシリコン基板７側上面全面に上記感光性ポリイミドを塗布して形成する。塗布は、スピンコート法、スリットダイコート法、スプレー法、ロールコート法、ディップ法などの既知の方法を適用して行う。ここで、例えばポジ型の感光性ポリイミドを使用した場合には、上記コンタクト電極１０ａ上、引出線部１７及び図示省略の電極端子の対応部分以外の所要部分をマスクして紫外線露光する。ポジ型の感光性ポリイミドの場合は、露光部分が現像液に溶解するため上記コンタクト電極１０ａ上、引出線部１７及び電極端子部の対応部分が露光され、現像することにより当該対応部分の感光性ポリイミドが除去される。
【００３０】
なお、上記工程（ａ）及び（ｂ）を繰り返して行うことにより多層配線の平面コイル１０を形成することができる。
【００３１】
次に、工程（ｃ）においては、工程（ａ）と同様にして複合基板１５のシリコン基板７側上面全面にアルミニウムの薄膜を１μｍ程度成膜し、これをエッチングして引出線１９及び図示省略の電極端子を形成する。
【００３２】
さらに、工程（ｄ）においては、工程（ｂ）と同様にして可動部４対応部及び引出線１９の上部を覆って感光性ポリイミドの第２絶縁層１８ｂを形成する。これは、平面コイル１０及び引出線１９の腐食防止を目的とする保護膜となるものである。
【００３３】
次に、図４を参照してアクチュエータ基板７をエッチングしてアクチュエータ部１を形成する工程を説明する。
工程（ｅ）においては、複合基板１５のシリコン基板７側上面で可動部４、梁部６，６，及び外枠部５（図１参照）に対応する部分をレジストマスクで覆い、シリコン基板７の第１貫通穴８部分のＳｉＯ2絶縁層７ａをエッチングして除去する。さらに、シリコン基板７の第１貫通穴８部分を異方性エッチングすると第１貫通穴８が上下方向に貫通し、可動部４が梁部６，６で外枠部５に軸支された状態のアクチュエータ部１が形成される。
【００３４】
次に、工程（ｆ）においては、第２絶縁層１８ｂ上にアルミニウム等の全反射ミラー１３を蒸着等により形成する。そして、図４（ｆ）中に二点鎖線で示す部分を切断し、梁部６，６の軸線に平行な可動部４の対辺側方で外枠部５の外側に可動部４を間にして一対の永久磁石１１Ａ，１１Ｂを対向配置すると、図１に示すガルバノミラーが完成する。
【００３５】
このように、本発明のプレーナ型アクチュエータの製造方法によれば、予め第２貫通穴９を設けた支持部形成用のガラス基板１４とアクチュエータ部形成用のシリコン基板７とを接合した複合基板１５を用いて製造するようにしたことにより、支持部２加工に相当する工程を省略することができる。したがって、プレーナ型アクチュエータの生産性を向上することができる。
【００３６】
また、アクチュエータ部１の可動部４及び梁部６，６を形成するには、アクチュエータ部１と同じ厚さのシリコン基板４の第１貫通穴８相当部分を貫通させるだけでよいので、可動部４及び梁部６，６の加工処理が容易となる。
【００３７】
さらに、シリコン基板７にガラス基板１４を積層した複合基板１５を用いてプレーナ型アクチュエータの製造を行うので、ガラス基板１４の厚さを適宜設定して所定の厚さの複合基板１５を作製して使用すれば、製造装置として汎用装置を適用することができる。したがって、特殊で高価な製造装置を必要とせず、製造コストを低減することができる。
【００３８】
そして、アクチュエータ部１の外枠部５の一方の面には支持部２が存在するので、製造されたアクチュエータのハンドリング性を損なうことがない。
【００３９】
また、複合基板１５を用いるので、加工精度や強度並びに信頼性等に高度性を要求するアクチュエータ基板には高機能で高価な半導体基板を使用し、支持基板には安価な例えばガラス基板１４を使用する等の使い分けが可能である。
【００４０】
そして、支持基板は共通化して、アクチュエータ部１のみを種々の設計とすることもできる。
【００４１】
なお、支持基板がガラス基板１４の場合には、上述のようにアクチュエータ基板のシリコン基板７と陽極接合して複合基板１５を形成することができるが、接着剤で接着形成してもよい。また支持基板がシリコン基板の場合には、支持基板用のシリコン基板とアクチュエータ基板用のシリコン基板とを直接接合又は接着剤で接着して複合基板１５を形成してもよい。ここで、直接接合とは、例えばＳＯＩ基板の製造方法と同様にして、鏡面仕上げしたアクチュエータ基板用のシリコン基板と、鏡面仕上げ面を熱酸化処理することにより片面に酸化膜を形成した支持基板用のシリコン基板とを用意し、両基板の上記鏡面仕上げ面と、酸化膜面とを直接重ね合わせ、この重合基板を所定温度に加熱して接合するものである。さらに、支持基板及びアクチュエータ基板が上記以外のものである場合には、接着すればよい。ただし、陽極接合や直接接合によれば、製造工程における加熱処理工程や使用薬品が制約されないので好適である。
【００４２】
また、プレーナ型アクチュエータは、上述のような一次元走査のガルバノミラーに限られず、二次元走査のガルバノミラーであってもよい。さらに、ガルバノミラーに限定されず、いかなるアクチュエータであってもよい。
【００４３】
そして、プレーナ型アクチュエータは、上述の電磁駆動方式のものに限られず、薄膜磁石駆動方式、静電駆動方式、圧電駆動方式等いかなる駆動方式のものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明のプレーナ型アクチュエータの製造方法により製造されるアクチュエータの構成を示す斜視図である。
【図２】本発明のプレーナ型アクチュエータの製造方法の実施形態を説明する斜視図である。
【図３】プレーナ型アクチュエータの製造工程のうち平面コイルを形成する工程を示す説明図である。
【図４】プレーナ型アクチュエータの製造工程のうちアクチュエータ部を形成する工程からアクチュエータを完成させるまでを示す説明図である。
【符号の説明】
【００４５】
１…アクチュエータ部
４…可動部
６…梁部
７…シリコン基板
９…第２貫通穴
１４…ガラス基板
１５…複合基板
【図１】
2005088152.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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